制备航空煤油的非食用植物油预处理研究

发布时间：2017-08-26 13:29

  本文关键词：制备航空煤油的非食用植物油预处理研究

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【摘要】：航空运输业的发展和日益严重的环境问题,迫使世界各国研究开发生物航空燃料。油脂加氢脱氧异构化制备生物航空燃料的催化剂以Pd、Pt等合成的贵金属催化剂为主,该类催化剂易受P、N和金属离子等杂质的影响。目前,我国利用油脂加氢脱氧和异构化制备生物航空燃料所用原料主要为非食用植物油,这类原料均含有胶质,主要是磷脂;因此非食用植物油脱胶预处理成为生物航空燃料制备过程中急需解决的问题。本文以小桐子油、蓖麻油和橡胶籽油为原料,研究了柠檬酸添加量、温度、吸附剂(活性炭)添加量、搅拌转速、酸处理时间、MEA(乙醇胺)添加量、加水量和MEA处理时间8个因素对小桐子油和蓖麻油磷含量的影响。由于橡胶籽油含有少量的橡胶且酸值较高,添加柠檬酸对于脱除其中胶质的效果不明显,且橡胶的存在会堵塞过滤时滤网的孔道。因此,橡胶籽油脱胶预处理实验未添加柠檬酸和吸附剂(活性炭),仅考察MEA添加量、加水量、温度、搅拌转速和反应时间5因素的影响。通过单因素实验,确定出三种原料脱胶预处理的最佳实验条件如下:(1)小桐子油脱胶预处理的最佳条件是:质量分数45%柠檬酸添加量为油重2%,温度为50℃,加水量为油重2%,搅拌转速为250r/min,吸附剂用量为2%,酸处理时间为40min,MEA添加量为油重0.5%,MEA处理时间为30min。在此条件下,小桐子油的磷含量可降至1mg/kg以下,脱胶率达98.94%。(2)蓖麻油脱胶预处理的最佳条件是:质量分数45%柠檬酸添加量为油重2%,温度为70℃,加水量为油重3%,搅拌转速为250r/min,吸附剂用量为2%,酸处理时间为30min,MEA添加量为油重0.6%,MEA处理时间为40min。在此条件下,蓖麻油的磷含量可降至2mg/kg以下,脱胶率达97.91%。(3)橡胶籽油脱胶预处理的最佳条件是:MEA添加量为油重2.5%,温度为60℃,加水量为油重2%,反应时间为40min,搅拌转速为200r/min。在此条件下,橡胶籽油的磷含量可降至3mg/kg以下,脱胶率达91.37%。在单因素实验的基础上确定影响因素和水平后,利用Design Expert8.05软件对小桐子油、蓖麻油和橡胶籽油脱胶预处理的实验条件进行优化分析,通过模型预测,在小桐子油脱胶预处理实验研究中,柠檬酸添加量为油重2.12%、搅拌转速为258.47r/min、酸处理时间为39.03min、MEA添加量为油重0.52%、MEA处理时间为26.23min时脱胶油磷含量的预测值为0.61mg/kg。在此条件下进行验证实验,得到的脱胶油的磷含量为0.65mg/kg,与模型预测值相差0.04 mg/kg,差距很小,说明模型可靠,可用于小桐子油脱胶预处理实验的模拟。在蓖麻油脱胶预处理实验研究中,柠檬酸添加量为油重2.25%、MEA添加量为油重0.59%、温度为68.62℃、MEA处理时间为38.06min、酸处理时间为33.17min时蓖麻油脱胶油磷含量的预测值为1.35mg/kg。在此条件下进行验证实验,得到的脱胶油的磷含量为1.83mg/kg,与模型预测值相差0.48mg/kg,差距较小,说明模型可靠,可用于蓖麻油脱胶预处理实验的模拟。在橡胶籽油脱胶预处理实验研究中,MEA添加量为油重2.50%、反应时间为34min、搅拌转速为280r/min时橡胶籽油脱胶油磷含量的预测值为2.26mg/kg。在此条件下进行验证实验,得到的脱胶油的磷含量为2.79mg/kg,与模型预测值相差0.53mg/kg,差距不大,说明模型可靠,可用于橡胶籽油脱胶预处理实验的模拟。
【关键词】：植物油 预处理 磷含量 柠檬酸 乙醇胺 航空煤油
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V312
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-8
• 英文简写表8-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 前言12-13
• 1.2 植物油脱胶研究现状13-19
• 1.2.1 植物油中磷脂的种类13
• 1.2.2 水化脱胶13-14
• 1.2.3 酸法脱胶14-15
• 1.2.4 酶解法脱胶15-17
• 1.2.5 膜过滤法脱胶17-18
• 1.2.6 其他脱胶方法18-19
• 1.3 研究目的、内容、意义及创新点19-21
• 1.3.1 主要研究目的19
• 1.3.2 主要研究内容19
• 1.3.3 研究意义19-20
• 1.3.4 研究创新点20-21
• 第2章 实验材料与方法21-27
• 2.1 实验原料21
• 2.2 实验试剂与仪器21-23
• 2.2.1 化学试剂21-22
• 2.2.2 实验仪器22-23
• 2.3 实验方法23-24
• 2.3.1 实验技术流程23-24
• 2.3.2 实验方案24
• 2.4 分析测定项目24-27
• 第3章 单因素实验研究分析27-45
• 3.1 小桐子油脱胶预处理实验研究27-33
• 3.1.1 实验结果与讨论27-33
• 3.1.2 小结33
• 3.2 蓖麻油脱胶预处理实验研究33-39
• 3.2.1 实验结果与讨论33-39
• 3.2.2 小结39
• 3.3 橡胶籽油脱胶预处理实验研究39-43
• 3.3.1 实验结果与讨论39-43
• 3.3.2 小结43
• 3.4 本章小结43-45
• 第4章 响应面优化实验45-67
• 4.1 小桐子油优化实验45-53
• 4.1.1 实验设计45
• 4.1.2 实验方案与结果45-47
• 4.1.3 模型建立与显著性检验47-49
• 4.1.4 响应面分析与优化49-52
• 4.1.5 小结52-53
• 4.2 蓖麻油优化实验53-61
• 4.2.1 实验设计53-54
• 4.2.2 实验方案与结果54-55
• 4.2.3 模型建立与显著性检验55-57
• 4.2.4 响应面分析与优化57-60
• 4.2.5 小结60-61
• 4.3 橡胶籽油优化实验61-65
• 4.3.1 实验设计61
• 4.3.2 实验方案与结果61-62
• 4.3.3 模型建立与显著性检验62-63
• 4.3.4 响应面分析与优化63-65
• 4.3.5 小结65
• 4.4 本章小结65-67
• 第5章 结论与展望67-69
• 5.1 结论67-68
• 5.2 展望及建议68-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-74
• 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果74

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本文编号：741696